ไฮโดรเจลเป็นวัสดุที่เราคุ้นเคยกันดีจากการใช้งานในคอนแทคเลนส์ ผ้าพันแผล และผลิตภัณฑ์ดูแลเส้นผม แต่ในอนาคต ไฮโดรเจลอาจมีบทบาทสำคัญในการปกป้องนักบินอวกาศจากรังสีคอสมิกอันตรายระหว่างการเดินทางในอวกาศระยะไกล
นักบินอวกาศที่ปฏิบัติหน้าที่บนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ต้องเผชิญกับปริมาณรังสีสูงถึง 72 มิลลิซีเวิร์ต (mSv) ตลอดระยะเวลา 6 เดือน ซึ่งเทียบเท่ากับรังสีที่มนุษย์ได้รับบนโลกเป็นเวลาหลายปี แม้ว่าตัวสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) จะอยู่ในวงโคจรต่ำของโลกและยังได้รับการปกป้องจากสนามแม่เหล็กโลกแต่ก็ช่วยได้ปริมาณรังสีได้บางส่วน
สำหรับภารกิจไปยังดาวอังคาร ความเสี่ยงยิ่งสูงขึ้น เพราะเมื่อลูกเรือเดินทางออกจากการป้องกันสนามแม่เหล็กของโลก พวกเขาจะได้รับรังสีมากกว่า 1,000 mSv ตลอดระยะเวลา 3 ปี ซึ่งมากกว่าบนโลกถึงเกือบ 200 เท่า
แม้ว่าการเร่งความเร็วของยานอวกาศอาจช่วยลดระยะเวลาที่นักบินอวกาศสัมผัสกับรังสี แต่การป้องกันที่มีประสิทธิภาพยังคงจำเป็น ซึ่งปัจจุบัน "น้ำ" ถือเป็นวัสดุป้องกันรังสีที่ดี เนื่องจากมีไฮโดรเจนซึ่งสามารถดูดซับรังสีได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม น้ำในสถานะของเหลวมีข้อจำกัดในสภาวะไร้น้ำหนัก อาจเกิดการกระฉอก สร้างช่องว่างในเกราะป้องกัน หรือรั่วไหลจนก่อให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัย
นักวิทยาศาสตร์จากกลุ่ม Polymer Chemistry and Biomaterials (PBM) แห่งมหาวิทยาลัยเกนท์ ประเทศเบลเยียม ได้วิจัยแนวทางใหม่ในการกักเก็บน้ำไว้ในพอลิเมอร์ดูดซับน้ำขั้นสูง (SAP) ซึ่งสามารถดูดซับน้ำและพองตัวกลายเป็นไฮโดรเจลที่แข็งแรง การใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติช่วยให้สามารถสร้างแผ่นป้องกันรังสีที่มีประสิทธิภาพสูงได้
ทางด้านองค์การอวกาศยุโรป (ESA) ระบุว่า ไฮโดรเจลชนิดนี้ไม่เพียงแต่ใช้ป้องกันรังสีภายในยานอวกาศ แต่ยังสามารถนำมาใช้เป็นซับในของชุดอวกาศได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มเวลาที่นักบินอวกาศสามารถทำกิจกรรมนอกยานอวกาศได้อย่างปลอดภัย แม้ในกรณีที่ชุดอวกาศเกิดการรั่ว ไฮโดรเจลก็ยังคงอยู่ในตำแหน่งเดิม ทำให้ผู้สวมใส่มีเวลาหาทางกลับไปยังจุดปลอดภัย
“การพัฒนาวัสดุป้องกันรังสีที่มีน้ำหนักเบาเป็นเป้าหมายสำคัญของงานวิจัย ในโครงการ Discovery ของเรา เราพิสูจน์แล้วว่าไฮโดรเจลสามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัยในอวกาศ ขั้นต่อไปคือการพัฒนาเทคนิคขึ้นรูปวัสดุให้เป็นโครงสร้าง 3 มิติ และขยายขนาดกระบวนการผลิตเพื่อให้สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมได้จริง” ศาสตราจารย์ ปีเตอร์ ดูบรูเอล (Peter Dubruel) ผู้วิจัยหลักในโครงการดังกล่าวอธิบายเพิ่มเติม
การพัฒนาไฮโดรเจลป้องกันรังสียังคงอยู่ในระดับของการวิจัยพัฒนา แต่ถือเป็นอีกหนึ่งก้าวสำคัญในการทำให้การสำรวจอวกาศระยะไกลเป็นไปได้อย่างปลอดภัยมากขึ้น และอาจเป็นโซลูชันสำคัญสำหรับภารกิจสู่ดวงจันทร์ ดาวอังคาร และการเดินทางไปยังห้วงอวกาศลึกในอนาคต
สรุปข่าว
